Мінерали – природні хімічні сполуки або самородні елементи, які виникли внаслідок перебігу різноманітних фізико-хімічних процесів у земній корі і на її поверхні. Вони входять до складу всіх гірських порід, рудних і нерудних корисних копалин.

Мінералогія (від лат. minera - руда) – розділ геології, який досліджує склад, будову, властивості і походження мінералів.

Первинні мінерали – сформувались безпосередньо з магми одночасно з породою в основному в глибоких шарах земної кори і при виливанні магми на поверхню земної кори.

Вторинні мінерали – утворилися пізніше, ніж первинні, і часто за рахунок первинних, на земній поверхні або біля неї. До них належать мінерали осадового і метаморфічного походження.

Інтерференція світла – просторовий перерозподіл енергії світлового випромінювання внаслідок накладання двох чи декількох світлових хвиль.

Спайність – здатність деяких мінералів колотися у певних кристалографічних напрямках з утворенням дзеркальних поверхонь – площин спайності.

Шкала Мооса – набір із 10 мінералів, в якому кожен наступний мінерал своїм гострим кінцем дряпає всі попередні, умовно позначається балами від 1 до 10.

Фізичні властивості мінералів – колір, блиск, злам, спайність, твердість, щільність, риска, прозорість, магнітність, смак, запах, ковкість, розчинність у воді, взаємодію з 10% розчином HCl.

Колір мінералів – у деяких він є постійною ознакою (малахіт – зелений, лазурит – синій), але може бути різний та залежить від хромофора (кальцит – безколірний, білий, жовтий, зелений, фіолетовий, бурий, чорний), умов освітлення (лабрадор – сині переливчасті плями), механічних домішок тощо.

Хромофор -  забарвлювальний елемент мінералу, що надає певного кольору.

Блиск – зумовлений тим, що поверхня мінералу відбиває світло та залежить від кількості відбитого ним світла. Буває – металевий, напівметалевий, скляний, перламутровий, жирний, шовковистий, алмазний, матовий.

Металевий блиск мінералу – яскравий блиск, який спостерігається на свіжому зломі металу (золото, пірит, магнетит).

Напівметалевий блиск мінералу – або металовидний – тьмяніший блиск, як у графіту, ільменіту.

Скляний блиск мінералу – нагадує блиск скла (гірський кришталь, кам'яна сіль).

Перламутровий блиск мінералу – переливи райдужними кольорами внаслідок відбивання світла внутрішніми площинами мінералу (слюда, кальцит).

Жирний блиск мінералу – поверхня наче змазана жиром (тальк, нефелін).

Шовковистий блиск мінералу – блимаючий, характерний для тих мінералів, які мають волокнисту будову (азбест, волокнистий гіпс).

Алмазний блиск мінералу – схожий на скляний, але яскравіший (алмаз, цинкова обманка).

Матовий блиск мінералу – блиск відсутній (піролюзит, каолініт).

Злам мінералу – характеризується тією поверхнею, яка виникає при розламуванні або при роздрібненні мінералу. Мінерали, які мають спайність дають рівний злам (кальцит, галіт). Розрізняють залами у мінералів без спайності – раковистий, нерівний, скалкуватий, гачкуватий, землистий, зернистий.

Раковистий злам мінералу – схожий на внутрішню поверхню раковини (опал, халцедон, обсидіан).

Нерівний злам мінералу – характеризується нерівною поверхнею без блискучих спайних ділянок (апатит).

Скалкуватий злам мінералу – нагадує злам деревини поперек волокнистості, властивий мінералам волокнистого складу ( азбест, волокнистий гіпс, іноді рогова обманка).

Гачкуватий злам мінералу – поверхня зламу вкрита дрібними гачечками (самородна мідь, самородне срібло).

Землистий злам мінералу – характерний для землистих мінералів.

Зернистий злам мінералу - характерний для мінералів зернистої будови.

Прозорість – здатність речовини пропускати світло і залежить від її фізико-хімічних властивостей. Залежно від ступеня прозорості мінерали поділяють на прозорі (гірський кришталь), напівпрозорі (сфалерит), непрозорі (пірит).

Спайність – здатність деяких мінералів колотися у певних кристалографічних напрямках з утворенням дзеркальних поверхонь – площин спайності. Розрізняють види спайності – цілком досконалу, досконалу, середню, недосконалу.

Цілком досконала спайність – у мінералу, який у певному напрямку дуже легко розщеплюється на пластинки, листочки, лусочки. Площини спайності – дзеркально-блискучі, рівні (слюда).

Досконала спайність – у мінералу, який у певному напрямку колеться з утворенням рівних блискучих площин (мінерали групи шпатів – ортоклаз, флюорит, кальцит).

Середня спайність – у мінералів, які від удару розпадаються на уламки, обмежені приблизно однаково як площинами спайності, так і неправильними поверхнями зламу (авгіт).

Недосконала спайність – та, яку важко знаходити на уламках мінералу (апатит, берил).

Відсутність спайності – під час удару мінерал колеться у випадкових напрямках і дає нерівні поверхні зламу (кварц, пірит).

Твердість – ступінь опору поверхні досліджуваного мінералу дряпанню.

Щільність мінералу – залежить від його хімічного складу і структури. Виділяють три групи – легкі (щільність до 2,5 г/см ³; середні – 2,5-4,0; важкі – понад 4,0 г/см ³.

Побежалість – наявність на поверхні непрозорих мінералів райдужних плівок.

Риска, або колір риски мінералу – здатність мінералів давати кольорову риску на "бісквіті", колір риски – це колір мінералу в подрібненому стані і він може відрізнятися від кольору мінералу.

Магнітність – здатність мінералу притягуватись до магніту та діяти на магнітну стрілку.

Запах – під час горіння, тертя, розтиранні у порошок, при ударах деякі мінерали виділяють характерні запахи (сірка, фосфорит, каолін).

Смак – деякі мінерали, які добро розчиняються у воді викликають смакові відчуття. Можуть бути – солоні (галіт), гірко-солоні (сильвін, мірабіліт), кислий - галуни.

Взаємодія з кислотою – важлива властивість деяких карбонатів з виділенням бульбашок СО₂. Використовується для діагностування карбонатних порід (вапняків, крейди).

Поліморфізм – (багатоформність) здатність кристалічної речовини змінювати кристалічну структуру, а у зв’язку з цим і фізичні властивості. Наприклад, диморфізм природного вуглецю, який кристалізується залежно від умов у вигляді алмазу (кубічна сингонія), або у вигляді графіту (гексагональна сингонія).

Ізоморфізм – (рівноформність) речовини з різним хімічним складом мають однакову кристалічну структуру, завдяки здатності іонів до взаємного заміщення, розміри яких ідентичні.

Псевдоморфози – явище, коли один мінерал утворюється у формі іншого. Скам'янілості, органічна речовина яких заміщена кальцитом або опалом (скам'яніле дерево).

Парагенезис – сумісне залягання мінералів, зумовлене спільністю їх походження. Знаючи умови утворення мінералів, за відомими мінералом можна знайти й інші компоненти даної асоціації.

Генезис – походження мінералів і гірських порід у земній корі.

Мінералогенезис – походження мінералів.

Процеси утворення мінералів – за джерелом утворення: ендогенні (інтрузивний та ефузивний магматизм, метаморфізм – зумовлені внутрішньою енергією Землі) та екзогенні (вивітрювання, осадоутворення, діагенез – зумовлені зовнішню енергією Землі, основним джерелом є промениста енергія Сонця).

Петрогенезис – походження гірських порід.

Магма – вогнево-рідинний силікатний або алюмосилікатний розплав, що містить воду, водяну пару, гази ( F₂, Cl₂, CO₂, CO, H₂) та леткі компоненти – сірку, фосфор, бор.

Ендогенні процеси – процеси мінералоутворення, що зумовлені внутрішньою енергією Землі. Серед них виділяють магматизм (інтрузивний та ефузивний) і метаморфізм.

Інтрузивний магматизм – процеси, при яких магма, що піднімається з надр Землі, частіше не досягає земної поверхні, а повністю застигає і кристалізується на глибіні

Ендогенні = магматичні мінерали – мінерали, які утворюються або з магми і зв’язаних з нею продуктів.

Інтрузивні мінерали та гірські породи – (глибинні) ті, що утворилися ендогенно, тобто з магми на глибіні. Характер мінералів кристалічний і вони мають вигляд великих зерен внаслідок повільного застигання магми в земній корі в умовах великого тиску й високої температури.

Ефузивні мінерали та гірські породи – (виливні) утворилися під час виливу магматичних мас на поверхню Землі в умовах низької температури й меншого атмосферного тиску і не встигли закристалізуватися. Вони мають тонко кристалічну будову, дрібний розмір, або мають вигляд аморфної склуватої маси.

Стадії утворення мінералів – у процесі застигання магми виділяють такі стадії: магматична (мінерали кристалізуються  за температурою понад 700⁰ С); пегматитова (мінерали кристалізуються із залишкового розплаву, збагаченого силікатною кислотою, леткими компонентами, рідкими елементами за температури нижче 700⁰ С з утворенням пегматитів); гідротермальна (мінерали утворюються з нагрітих водних – гідротермальних – розчинів за температури 400-100⁰ С).

Пегматити – грубокристалічні тіла, що утворилися у процесі подальшої кристалізації основної (гранітної) магми, збагаченої рідкісними та рідкісноземельними елементами і леткими речовинами. Пегматити багаті на різні мінерали.

Пегматитовий процес – один з основних процесів мінералоутворення за участю пегматитів, які з'являються після подальшої кристалізації силікатного розплаву основної (гранітної) магми.

Пневматолітовий процес – процес, в якому активну роль у мінералоутворенні відіграють гази (самородна сірка, нашатир, бромовмісні мінерали, хлориди, сульфати), тобто мінерали утворюються з водяної пари й газових продуктів магми.

Гідротермальний процес – під час проникнення по тріщинах у холодніші ділянки земної кори сумісно з іншими леткими компонентами водяна пара конденсується з утворенням гарячих водних розчинів гідротермального походження – руди рідкісних, кольорових і радіоактивних металів, золото).

Гідротермальні розчини – розчини, які виділяються з магми або формуються внаслідок скраплення газів.

Екзогенні = гіпергенні процеси – утворення мінералів, що зумовлені зовнішню енергією Землі. Серед них розрізняють процеси вивітрювання, осадоутворення і діагенез.

Вивітрювання – процес зміни фізичного стану і хімічного складу мінералів і гірських порід під дією фізичних, хімічних, біологічних чинників. Розрізняють вивітрювання: фізичне (процес зміни фізичного стану мінералів і гірських порід без зміни їхнього хімічного складу), хімічне (процес зміни хімічного складу мінералів під впливом атмосферної і підґрунтової води та газів) і біологічне (процес зміни фізичного стану і хімічного складу мінералів і гірських порід за участю живих організмів).

Фізичне вивітрювання – процес зміни фізичного стану мінералів і гірських порід без зміни їхнього хімічного складу.

Хімічне вивітрювання – процес зміни хімічного складу мінералів під впливом атмосферної і підґрунтової води та газів.

Біологічне вивітрювання – процес зміни фізичного стану і хімічного складу мінералів і гірських порід за участю живих організмів.

Осадоутворення – після руйнування великих мас гірських порід і мінералів вони переміщуються проточними водами, в просторі йде сортування і пере відкладання продуктів вивітрювання і утворюються механічні осади. У водоймах розчинені речовини можуть випадати в осад і це хімічні осади. За участю живих організмів утворюються так звані біоліти.

Біоліти – мінерали органічного походження в утворенні яких беруть участь бактерії, гриби, водорості, коралові поліпи, молюски, ракоподібні, голкошкірі. Ці організми поглинають розчинені сполуки і концентрують їх у своєму тілі (лімоніт; піролюзит; солі кальцію, що утворюють вапняки; фосфорити, яшма, крейда).

Метасоматоз – заміщення існуючих мінералів на нові за рахунок хімічних елементів, які приносять газо-водні високотемпературні розчини. Причому розчинення старого мінералу і відкладання нового відбувається практично одночасно, порода майже весь час перебуває у твердому стані. Метасоматичне заміщення йде без зміни об’єму, часто зберігаються сліди будови первинних мінералів (доломіт – кальцій вапняку замінюється магнієм).

Термодинамічні зони Землі – їх виділяють за термодинамічними умовами утворення мінералів:

            зона гіпергенезу (лежить у верхній частині земної кори; потужність від 0,5 до 10 км; поширюється до поясу сталих температур, який змінюється упродовж сезонів і діб – на глибіні 10 км температура може становити 250-300⁰ С, а тиск 0,25 Гпа);

            зона метаморфізму (розміщена за зоною гіпергенезу і простирається до глибини 20-25 км; тут з поглибленням поступово підвищуються тиск до 0,5 ГПа, а температура – до 600-900⁰ С);

            зона магматизму (залягає глибше 20-25 км і характеризується температурою до 900-1000⁰ С внаслідок розпаду радіоактивних елементів, що зумовлює перехід речовини в текучу "напіврідинну", насичену газами масу – магму та великим тиском – більше 0,5 ГПа);

Класи мінералів (за Даном) – основою такої класифікації є хімічний склад мінералів і вони поділяються на 6 класів:

            1 клас – самородні елементи (алмаз, сірка, золото, срібло, мідь, платина)

            2 клас – сульфіди (галеніт, сфалерит, кіновар, пірит, халькопірит)

            3 клас – галоїдні сполуки (галіт, сильвін, флюорит)

            4 клас – окисли = оксиди( кварц, халцедон, гематит, магнетит, лімоніт)

            5 клас – солі кисневих кислот

                        I група – карбонати (кальцит, магнезит, доломіт, малахіт, азурит)

                        II група – силікати

                                    А – безводні силікати

                                               Метасилікати (авгіт, рогова обманка, берил)

                                               Ортосилікати (нефелін, гранати, олівін, циркон, топаз)

                                               Алюмосилікати (ортоклаз, мікроклін, лабрадор, турмалін)

                                    Б – водні силікати

                                               Слюди (мусковіт, біотит)

                                               Хлорити (клінохлор)

                                               Змійовики і тальк (змійовик, азбест, тальк)

                                               Каолініти (каолін)

                                               Монтморилоніти

                        III група – фосфати (апатит, фосфорит)

                        IV група – сульфати (барит, ангідрит, гіпс, мірабіліт)

                        V група – нітрати (калійна і натрова селітра)

            6 клас – органічні сполуки (нафта, асфальт, озокерит, янтар, торф, кам’яне вугілля)

Самородні елементи – мінерали, що складаються лише з одного хімічного елемента (платина, золото, срібло, мідь, свинець, сірка,). Часто утворюють суміші, тверді розчини (золото і срібло утворюють електрум, залізо і нікель - аваруїт). За фізичним станом тверді, рідкі і газоподібні.

Сульфіди – сірчисті сполуки металів (пірит, халькопірит, галеніт, сфалерит, кіновар), їх походження переважно гідротермальне, може бути магматичним та екзогенним. Мають металевий блиск, часто незначну твердість, велику щільність, непрозорі, електропровідні. 

Окисли (оксиди) – сполуки елементів з киснем, гідрооксиди можуть містити воду, (халцедон, лімоніт). Серед них поширений ізоморфізм, мають неметалевий блиск, високу твердість, різноманітний колір, для деяких діагностичною ознакою є колір риски, щільність коливається. Походження різноманітне - ендогенне, магматичне, пегматитове, гідротермальне, метаморфічне (кварц, гематит, магнетит,  корунд).

Галоїдні сполуки – солі галогеноводневих кислот, більшість з них є відносно рідкісними мінеральними тілами. Колір різний, твердість невелика, блиск скляний, серед них переважають вторинні мінерали (галіт, сильвін, флюорит).

Карбонати – солі вугільної кислоти (кальцит, магнезит, доломіт, малахіт, азурит). Колір в них переважно світлий, може бути ізоморфізм, вони є важливими складовими частинами ґрунтотворних порід лесів і лесоподібних суглинків. Характерна реакція "кипіння".

Силікати – є мінералами ґрунтів, основою структурної будови є тісний зв'язок атомів кисню і силіцію. Походження різноманітне – магматичне (польові шпати), пегматитове (слюди, турмалін),метаморфічне (гранати, хлорити). Силікати екзогенного походження є продуктами вивітрювання силікатів ендогенного походження (каолініт, глауконіт).

Метасилікати  - безводні солі метакремнієвої кислоти (авгіт, рогова обманка, берил).

Ортосилікати = острівні – безводні солі ортокремнієвої кислоти (нефелін, гранати, олівін, циркон, топаз).

Алюмосилікати – безводні солі каолінових кислот в яких алюміній не заступає водень, а виступає як компонент кислотного радикалу,(ортоклаз, мікроклін, лабрадор, турмалін)

Слюди – водні алюмосилікати, породотворні мінерали переважно кислих інтрузивних порід і кристалічних сланців (мусковіт, біотит). Спайність досконала, походження – магматичне, метаморфічне і пегматитове.

Хлорити – утворюються гідротермальним способом в умовах низької температури, колір зелений, добра спайність, низька твердість (клінохлор).

Змійовик = група серпентину - смугаста гірська порода, поверхня якої за малюнком нагадує шкіру гадюки, блиск жирний, зеленуватий відтінок, твердість мала, непрозорі.

Тальк – порода з низькою твердістю, жирна на дотик, блиск перламутровий, досконала спайність, метаморфічного походження, основний наповнювач інсектицидів, неотруйний.

Каолініти – алюмокремнієва кислота, твердість мала, за кольором безбарвні, блиск перламутровий, сингонія моноклінна. Утворюється  внаслідок вивітрювання магматичних і метаморфічних порід, багатих на алюмосилікати, під дією води і вуглекислоти (каолін).

Монтморилоніти – агрегатні тонко дисперсні маси які набухають при поглинанні води, здатні вибирати з рідин різні забруднюючи завислі домішки, здатні до обміну катіонами, колір білуватий, блиск матовий і восковий, твердість мала. Утворюється в процесі вивітрювання основних магматичних порід в умовах лужного середовища, входить до складу лесових порід (контроніт, бейделіт, сапоніт, соконіт).

Фосфати – мінерали, які є солями ортофосфорної кислоти (апатит, фосфорит), агрономічні руди. Їх походження магматичне, пневматолітове, гідротермальне, осадове, морське, іноді континентальне.

Сульфати – солі сірчаної кислоти (барит, ангідрит, гіпс, мірабіліт). Походження здебільшого гіпергенне – хімічні озерні і морські осади, продукти окиснення сульфідів, сірки, продукти вулканічної діяльності. Добре розчиняються у воді  і пере відкладаються, блиск неметалевий, твердість мала.

Нітрати - солі азотної кислоти (калійна і натрієва селітра). Їх походження в основному біогенне (за участю нітробактерій). Легко розчиняються у воді, є агрономічними рудами.

Органічні = вуглеводневі сполуки –  чисельні речовини, в яких головна роль у вуглеводневих сполук (торф, вугілля, нафта).

Форми мінеральних агрегатів – друза, конкреція, жеода, ооліти, дендрити, сталактити, сталагміти, монокристали.

Мінеральні агрегати – природне скупчення мінералів у вигляді зерен або кристалів.

Монокристал – поодинокий, добре виражений багатогранник, який характеризується певною формою (галіт – куб, кварц – шестигранник).

Друзи – зростки кристалів, які однім кінцем прикріплені до спільної основи (гірський кришталь, кварц, галеніт).

Дендрити – гілчасті деревоподібні агрегати, які утворилися внаслідок швидкої кристалізації (самородна мідь, срібло), або під час коагуляції колоїдів (оксиди мангану, заліза).

Конкреції – агрегати кулеподібної форми, іноді з радіально-променевою будовою всередині (фосфорит, марказит).

Жеоди = секреції – порожнини в гірської породі, подекуди заповнені мінеральною речовиною. На противагу конкреціям ріст їх відбувається від периферії до центра.

Ооліти – невеликі кульки, які мають концентрично-шкаралупчасту будову. Кульки можуть бути зцементованими або перебувати у пухкому стані (піролюзит, боксит).

Сталактити та сталагміти – натічні форми, які утворюються внаслідок виділення мінералу з розчину в процесі випаровування (кальцит, гідрооксиди заліза, малахіт, арагоніт).

Колоїдні речовини – це роздрібнені (дисперсні) мінеральні маси, які складаються з частинок розміром від 0,2 до 0,001 мк. Ці частинки перебувають у колоїдному розчині і називаються золями. Золі скупчуються і згортаються, утворюючи осади – гелі. Гелі висихають, стискуються і з них утворюються колоїдні мінерали (бурий залізняк, каолініт).

Ізоморфні суміші – тверді розчини в яких складові частини мають подібний хімічний склад і зовнішню форму (мінерали-плагіоклази).

Тверді розчини – тверда однорідна суміш двох або декількох елементів чи їх хімічних сполук, які не дають хімічних реакцій. До твердих розчинів належать такі тіла, які утворюються при застиганні розплаву (сплави золота й міді, заліза і нікелю, вулканічне скло).